1、5. 云计算实施案例 485.1. Telstra 485.2. Amazon 495.3. T-Systems 491.虚拟化动态数据中心数据中心正经历着一场变革：服务器虚拟化技术改变着服务和应用的配置方式，改变了人们的工作量，增加了存储需求。这一数据中心变革使统一计算和存储的想法非常有吸引力。 2009 年 3 月，思科发布了可在单一平台上集成计算、网络及虚拟化的统一计算系统（Unified Computing System，简称UCS）和架构。在接下来的发布中， 思科宣布了与 NetApp 的合作，NetApp 统一存储架构与 Cisco UCS 联手，为动态数据中心创建一个全面且易于部
2、署的虚拟化解决方案。云计算是指IT基础设施的交付和使用模式，指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需的资源（基础架构、平台、软件和存储）。提供资源的网络被称为“云”，“云”中的资源在使用者看来是可以扩展的，并且可以随时获取，按需使用，随时扩展，按使用付费。这种特性经常被称为像水电一样使用IT基础设施。提供服务的资源池称为“云”。“云”是一些可以自我维护和管理的虚拟计算资源，通常为一些大型服务器集群，包括计算服务器、存储、宽带资源等等。云计算将所有的计算资源集中起来，并由软件实现自动管理。这使得应用提供者无需为繁琐的细节而烦恼，能够更加专注于自己的业务，有利于创新和降低成本。云计算具有以下特点：1
3、）按需服务：“云”是一个庞大的资源池，按需使用和购买；2）大规模：“云”具有相当的规模，Google云计算已经拥有100多万台服务器， Amazon、Yahoo等的“云”均拥有几十万台服务器。“云”能赋予用户前所未有的计算能力；3）虚拟化：云计算支持用户在任意位置、使用各种终端获取应用服务。所请求的资源来自“云”，而不是固定某些设备。应用在“云”中运行，用户无需了解、也不用担心应用运行的具体位置；4）高可靠性：“云”使用了数据多副本容错、计算节点同构可互换等措施来保障服务的高可靠性，使用云计算比使用本地计算机可靠；5）通用性：云计算不针对特定的应用，同一个“云”可以同时支撑不同的应用运行；6）
4、 高可扩展性：“云”的规模可以动态伸缩，满足应用和用户规模增长的需要。2.企业云计算战略2.1.云计算价值链整个云计算的价值链可以分为如下4个部分：1）云计算推动者：企业 IT 服务提供商的供应商。如NetApp、IBM等2）云服务提供商：将 IT 功能作为一项服务，提供IaaS、PaaS、SaaS、StaaS。如Amazon等3）云服务代理商：帮助提供商销售云服务的渠道4）云服务最终用户：IT 服务的最终用户，可以是内部用户或外部用户。个人或企业作为一个专业的存储厂商，NetApp定位于云计算推动者。NetApp的数据管理解决方案已经被部署在Telstra 和 Sensis 等许多公共和私有
5、的云环境里。2.2.企业云计算架构云服务是云计算的终端交付，可以统称为为ITaas，并能够被分成如四种类别，包括IaaS（基础架构即服务）、PaaS（平台即服务）、SaaS（软件即服务）、StaaS（存储即服务）等。如下图所示：2.2.1.IaaS（Infrastructure as a Service）基础设施即服务 用户通过网络可以从完善的计算机基础设施获得服务，这类服务称为基础设施即服务。基于 Internet 的服务（如存储和数据库）是 IaaS的一部分。Internet上其他类型的服务包括平台即服务（Platform as aService，PaaS）和软件即服务（Software
6、as aService，SaaS）。 作为 Infrastructure as a Service 在实际应用中的一个例子，The NewYorkTimes 使用成百上千台 Amazon EC2 实例在 36 小时内处理 TB 级的文档数据。如果没有 EC2，TheNewYork Times 处理这些数据将要花费数天或者数月的时间。IaaS 分为两种用法：公共的和私有的。AmazonEC2在基础设施云中使用公共服务器池。2.2.2.PaaS（Platform-as-a-Service）平台即服务 所谓PaaS实际上是指将软件研发的平台作为一种服务，以SaaS的模式提交给用户。因此，PaaS也是
7、SaaS模式的一种应用。但是，PaaS的出现可以加快SaaS的发展，尤其是加快SaaS应用的开发速度。PaaS之所以能够推进SaaS的发展，主要在于它能够提供企业进行定制化研发的中间件平台，同时涵盖数据库和应用服务器等。PaaS对于SaaS运营商来说，可以帮助他进行产品多元化和产品定制化。例如 S的PaaS平台让更多的ISV成为其平台的客户，从而开发出基于他们平台的多种SaaS应用，使其成为多元化软件服务供货商，而不再只是一家CRM服务提供商。而800app的PaaS开发平台，用户不再需要任何编程即可开发包括CRM、OA、HR、SCM、进销存管理等任何企业管理软件，而且不需要使用其他软件开发工
8、具并立即在线运行。2.2.3.SaaS（Software-as-a-service）软件即服务SaaS在业内的叫法是软件运营，是一种基于互联网提供软件服务的应用模式。SaaS提供商为企业搭建信息化所需要的所有网络基础设施及软件、硬件运作平台，并负责所有前期的实施、后期的维护等一系列服务，企业无需购买软硬件、建设机房、招聘IT人员，即可通过互联网使用信息系统。就像打开自来水龙头就能用水一样，企业根据实际需要，向SaaS提供商租赁软件服务。对于广大中小型企业来说，SaaS是采用先进技术实施信息化的最好途径。但SaaS绝不仅仅适用于中小型企业，所有规模的企业都可以从SaaS中获利。2.2.4.STA
9、AS（Storage-as-a-service）存储及服务客户可以把数据存储到云中，并在云中完成对数据的备份、容灾和恢复。2009年，将存储、备份业务外包给拥有存储设备和管理软件的公司将成为一种趋势，选择一家StaaS提供商比用户自己去管理企业数据的成本要低得多。SaaS也是满足昂贵的合规要求和灾难恢复要求的方法之一。新的数据加密传输技术厂商提供的分层StaaS服务使得StaaS成为更具吸引力的一种选择。IT管理者不用再担心因为数据被移出设备外所导致的数据安全问题 。2.3.云计算类型NetApp 认为，根据云的使用类型，还可以将云计算服务细分为如下四个小的类型，每个类型都具有自己的特性。Ne
10、tApp 在如下的四个类型中，都具备成功的实施案例。2.4.云存储设计要点根据NetApp 全球众多云计算项目的经验，我们认为，要成功设计并实施一个云存储系统，必须考虑如下要点：1）存储能够灵活地扩展吗？ 类似于对虚拟服务器做的事情，需要能够迅速且以最少的开销分配、增加、减少并重新分配存储。2）能够自动化存储管理流程吗？ 进行配置、备份和复制等常规操作的自动化程度越高，环境的可扩展性就越强。3）能够测量和汇报使用情况吗？ 为了实施云服务，必须将资源理解为您的服务需求的一个用户，能够汇报实际的使用情况，并且现在或将来能够按照资源的使用情况进行收费。4）能够自由移动数据吗？ 如果数据束缚在缺乏灵活
11、性的存储里，有效性和可用性将变差。5）能够在确保资源足够安全的时候建立多租户吗？ 允许多个业务单元或独立实体分享同一存储硬件是有效云存储的一个必要条件。6）能够提升存储效率吗？ 第一步是提高利用率，除此之外，削减开销、自动精简配置和消除冗余都有助于提高效率。7）能够有效保护您的数据吗？ 成功实现云的一个关键是集成您所有的流程，让它们变得简单、可重复和有效。具有合适的策略级别、覆盖所提供的每项服务的一致数据保护和灾难恢复流程是基本的。8）能够在单一网络结构上做所有的事情吗 ？ FCoE 的到来让在单一以太网结构上整合 SAN 和 LAN 以获得更低的成本和更高的灵活性成为可能。9）存储环境支持服
12、务器虚拟化吗？ 服务器虚拟化将是云架构的一个关键组成部分，需要存储与现在正在使用和将来很可能采用的任何虚拟化解决方案紧密集成在一起。2.5.云存储技术要点针对如上的9个设计要点，NetApp在各个方面都提供了相应的云存储技术解决方案。1）灵活的扩展。 NetApp 灵活卷技术（FlexVol）从底层磁盘里提取存储卷。不管尺寸大小，任何存储器（LUN 或卷）都将自动在大量磁盘里扩展，以获得最优性能，并且能够不间断地增长或缩减。NetApp 已经在共享存储环境里部署了数十 PB 存储，在这些环境里，当需求变化时客户能够例行地扩展或缩减卷。2）自动化存储流程。 对于存储自动化， NetApp 提供一
13、套包括数据保护在内的简化存储操作的管理产品。NetApp Provisioning Manager 允许您基于您定义的策略创建可重复、自动的配置流程。一个监测仪表板让您监测包括容量利用率、策略遵从和空间管理统计在内的各种指标。NetApp Protection Manager 提供与 Provisioning Manager 类似的功能，但是它们特别关注数据保护和复制的自动化。NetApp SANscreen 为您的整个存储环境提供一个实时、多提供商、多协议的服务级别视图。 NetApp SnapManager 产品套件扩展了 NetApp 存储的功能，以集成包括 Oracle、SAP、Exc
14、hange、MicrosoftSQL Server 和 Microsoft SharePoint 在内的通用应用。3）使用情况监测和计费（Chargeback）。通过自动将您的端到端存储基础架构与业务服务关联， SANscreen 允许您监测服务级别协议，监测指标使用情况以控制目标成本和计费，并积极管理容量来维持所有资源的最佳利用率。 Provisioning Manager 也包括计费功能。4）自由地移动数据。 通过使用 NetApp SnapMirror 、 SnapVault 软件和 NDMP 等， NetApp 在数据保护操作期间有效地移动数据方面拥有非常悠久的历史。我们继续发掘更有效
15、的方式，与 VMware 和其他虚拟化合作伙伴（如有可能）一起让数据移动变得更容易。数据移动已经被确定为云基础架构的一个关键要素，我们正在专注这一领域。5）多租户。传统上，确保最高级别的存储隔离和安全意味着独立的硬件。私有云和公共云都需要肯定安全是尽可能牢靠的，并无损于效率。NetApp MultiStore 软件让您在单一存储系统上创建多个单独的、完全私有的逻辑分割区，因此您能够共享存储，并且不牺牲隐私和安全。借助 MultiStore ，存储能够基于您限定的范围被配置、移动和保护；虚拟存储器允许您将合适的策略应用到每个能够与特定的应用或云服务客户端一致的存储器。6）存储效率。 通过提升存储
16、效率，您能够显著降低您的整体存储需求，这带来的是在能耗、制冷和空间方面的节省。借助 NetApp FlexVol 技术提供的灵活配置功能， NetApp 客户定期获得 60% 或更高的存储利用率，而行业的平均利用率则接近 30% 。NetApp 提供一系列额外技术进一步提升存储利用率，包括重复数据删除，精简配置管理，虚拟数据克隆等。7）集成的数据保护和灾难恢复。基于上面提及的 Snapshot、SnapVault、SnapMirror、SnapManager 套件和 Protection Manager 等技术，NetApp 提供完全集成和全面的数据保护和灾难恢复。这些技术卸下了从服务器到存储
17、的数据保护负担，提供贯穿您所有应用服务的一致数据保护方法。8）统一结构。 FCoE 的出现让您的数据中心朝单一以太结构发展成为可能，以满足您所有的存储和网络需求。尽管在现实中您将花些时间转移以支持原生光纤通道、FCoE 和以太网存储。NetApp 已经成为以太网存储的领导者最先是作为 NAS 先驱，然后是成为 基于IP的 的倡导者。NetApp 是唯一一家为 FCoE 提供原生支持的厂商，这对我们的统一存储方法来说是一个符合逻辑的进展。我们的统一存储能够在我们所有的平台上同时交付光纤通道、基于IP的 和 NAS。通过支持 FCoE，我们为光纤通道 SAN 用户向统一结构迁移提供了一条简易的革命
18、之路。9）服务器虚拟支持。 这部分讨论的诸多事项到目前为止综合起来，让 NetApp 存储成为虚拟服务器环境里一个颇具竞争力的选项。借助包括 VMware、Citrix XenServer 和 Microsoft Hyper-V 在内的全系列虚拟化解决方案，NetApp 增加了这种紧密的集成。您能够利用 NetApp 重复数据删除或 NetApp FlexClone 技术消除存储同一操作软件的数十个备份带来的存储负担。2.6.云存储解决方案优势由于云存储目前还是一个比较新的概念，目前还没有一个统一的定义，各个厂商对这个概念都有自己的阐述并在此基础上采用各自的技术来实现自己定义的云存储系统。尽管
19、对于云存储目前各个厂商有自己的理解，但是他们对云存储系统如下的这个基本功能还是有一个比较统一的认识：对前端使用者来说云存储系统必须为一个黑匣子，使用者通过云存储系统所提供的访问接口来进行数据的存储和访问，云存储系统必须屏蔽数据存储和访问在物理层的实现细节，整个云存储系统对外以一个整体的存储系统呈现。Netapp的存储系统作为云存储系统的一种技术上的实现，具备了如下的技术优势和特点：整体性的管理和监控，并提供简单易用的基于图形化的管理和监控工具，大大简化了整个存储云的管理和监控，降低了管理复杂性，减少了管理成本；全局化的存储资源管理和分配，提升了存储资源的利用率；自动化、透明化的存储资源分配方式
20、简化了存储资源的分配过程，加速了对前端应用系统的存储要求的响应速度，提升了存储服务水平；最优化的存储资源分配方式，能最好的满足不同应用在数据存储和访问性能上的不同需求，提升了它们数据存储和访问的性能；在存储性能和存储容量两个方面都具备了良好的扩展能力，使得整个存储云具备了良好的动态扩展能力，能满足前端应用不断增加的存储需求；内置的各种容错能力，使得整个存储云具备了极高的可靠性和可用性，从而为前端应用环境提供可靠的无中断的存储服务打下了坚实的技术基础2.7. 结合服务器物拟化集群技术构建云计算平台上面一章我们介绍了Netapp在云存储上的技术实现，该系统不仅具备了云存储的基本功能，而且还具备了非
21、常明显的技术特点和优势。云存储的实现为用户实现云计算环境提供了存储基础，和云存储的概念类似，云计算环境为外部用户屏蔽了云内部的技术实现细节，用户只需要根据应用的需求，提出其所需要的计算资源，如：需要几台服务器每台服务器需要几个多少频率的CPU、多大的内存需要多大的存储空间整个云计算环境就能非常快速的为用户准备好这些计算资源，并提供简单的接口供用户使用这些计算资源来运行相应的应用程序。从这个概念上来说，主机虚拟化技术结合Netapp的存储系统所实现的云存储可以很好的为用户来搭建一个完整的云计算环境。如下图所示整个云计算环境内部由两个云组成一个为前面章节所提到的存储云，为云计算环境提供数据存储和访
22、问的服务另外一个为主机云，为云计算环境提供主机资源在主机云中，用户可以利用主机虚拟化技术，一方面向外部屏蔽了主机云内部的实现细节，另外一方面，以虚拟主机的方式向外部使用者提供一个简单的使用主机资源的使用接口。下面简单介绍利用主机虚拟技术所搭建的主机云，并结合存储云技术搭建的整个云计算环境利用主机虚拟技术，把用户的所有物理主机按需要组织为一个多个主机集群用户可以根据需要把处于不同物理位置的所有主机作为一个主机集群，这样就可以把所有主机资源作为一个整体来管理和分配用户也可以为处于不同物理位置的主机创建独立的主机集群，这样，每个物理位置的所有主机资源作为一个单独的主机资源池来管理和分配主机云利用虚拟
23、主机作为对外提供主机资源的统一使用接口，当外部使用者提供相应的主机资源需求的时候，主机云根据一定的策略，在相应的主机集群上创建满足外部使用者需求的虚拟主机供外部使用者使用。外部使用者可以非常方便的利用主机云所提供的虚拟主机来使用自己所需的计算资源，其也只能通过虚拟主机这一唯一的接口来使用主机云所提供的计算资源。同时计算云对外部屏蔽了内部物理实现的技术细节，外部使用者除了利用虚拟主机这一个唯一使用接口和存储云打交道外，根本无需关心其使用的虚拟主机是如何创建的，是在哪些物理主机上创建的等技术细节。因此，这两点很好的满足了云计算环境的如下两个最基本的技术要求：整个云计算环境对外部使用者提供一个统一的
24、且简单易用的使用接口以供外部使用者使用云计算环境中的相应计算资源整个云计算环境对外部使用者屏蔽了内部实现的计算细节对于外部使用者所需要的存储资源，存储云根据全局化、自动化、透明化和最优化的资源分配原则在存储云内部分配外部使用者所需的存储资源。主机云可以利用存储云所提供的统一使用接口来使用这部分存储资源从上面的描述可以看到，利用主机虚拟化技术和云存储技术，就可以很好的实现用户的云计算环境，当然上面只是一个提纲性的介绍，要实现整个云计算环境，还需要结合用户的具体需求和环境考虑很多其它方面的问题，如：主机云的自动纠错机制主机云的资源分配策略主机云的动态扩展能力人为参与所需要遵循的规范和流程2.8.
25、云计算环境建设的几点建议云计算作为一项新的计算，一方面不管从概念还是技术上来看都还没有一个统一的标准和实现，另一方面也没有多少成功的经验可以借鉴。因此我们建议，云计算环境的建设最好还是遵循从小到大，从简单到复杂的循序渐进的原则，如我们可以考虑：先在同一个物理位置上搭建一个小型的云计算环境，并先在其上运行相对比较简单的应用系统，通过一段时间的运行以检验该环境是否符合我们的设计目标在前面成功的基础上，可以把本地的其它应用系统也迁移到该云计算环境中，从而先在本地实现一个功能和性能都比较全面的云计算环境在前面成功的基础上，可以搭建一个跨越不同物理位置的大的云计算环境，从而实现云计算环境的最终设计目标3
26、.数据中心云存储构建云计算环境中能够与之相适应的存储架构必须满足以下要求：1、灵活的扩展能力。能够迅速且以最少的开销分配、增加、减少并重新分配存储。2、自动化存储管理。高效的配置、备份和复制等常规操作的自动化程度。3、测量和汇报存储设备的空间和性能使用情况。4、能够在不间断应用前提下自由移动数据。5、提升存储效率，实现自动精简配置和消除冗余。 6、单一网络结构上实现所有功能。将来可以利用FCoE 在单一以太网结构上整合SAN 和 LAN以获得更低的成本和更高的灵活性成为可能。7、存储环境支持服务器虚拟化，存储设备对应用透明。基于以上对云计算环境下存储基本功能的特点，我们认为需要建立一个支持多存
27、储协议的架构，通过统一存储系统提供FC SAN、NAS、IP SAN以及可升级到FCoE的混合环境。3.1.计算资源实现方式 计算云是具有相当规模的处理单元有机集成， “云”可以赋予用户前所未有的计算能力；目前构建计算云大致有两种手段，分别是基于服务器虚拟化技术和基于服务器集群并通过专门的计算资源调度管理系统实现的的计算云。通过服务器虚拟化技术，云计算支持用户在任意位置、使用各种终端获取应用服务。所请求的资源来自计算云，而不是固定某些设备。应用在计算云中运行，用户无需了解、也不用担心应用运行的具体位置。同时，计算云使用了数据多副本容错、计算节点同构可互换等措施来保障服务的高可靠性。对于数据中心
28、而言可以选择服务器虚拟技术来构建云计算平台，相对集群方式来说，服务器虚拟化厂商（VMWare,Citrix等）在云计算有一整套解决方案，而且技术应用也比较广泛。当然对于大型数据中心来说基于小型机的数据库服务器也将继续存在。因此整个数据中心的服务器将以若干运行UNIX操作系统的小型机和采用服务器虚拟化技术的虚拟主机所构成。3.2.存储协议选择对于UNIX主机来说一般建议采用以FC-SAN存储架构为主，而云计算环境下庞大的虚拟服务器节点需要与海量的存储云节点形成互连,无论从拥有成本还是从整体架构成的可扩展性考虑，我们建议采用基于IP的存储协议来提供。对于服务器虚拟化来说在大多数用户环境下，NFS和
29、FCP协议都可以使用。从传统的观念来看，我们一般会倾向于选择使用FCP方式，因为从直观上来看，会觉得FCP方式的性能要比NFS的性能来的高。但事实上，根据我们和VMware的联合测试，发现NFS的性能和FCP的性能非常接近（见下图，详细的测试说明见下图说明了FCP、iSCSI和NFS等协议下的性能比较。从上图可以看出，在负载比较高的情况下，使用NFS协议的性能基本上是FCP协议性能的90%强。而在绝大多数的情况下，VMware环境中的虚拟机的性能开销并不是很高，因此，使用NFS协议和FCP协议对于虚拟机的性能基本上没有什么影响。此外，NFS协议在VMware环境中与FCP协议相比，还有很多其它
30、的优势。低成本、简单如果使用FCP协议，则需要在每台ESX服务器上配置两块HBA卡，为了保证高可靠性和负载均衡（目前，ESX服务器上的FC链路的负载均衡功能是试验性质的，但可以通过对不同的LUN采用不同的主链路来实现负载均衡），还需要配置两台光纤交换机以实现高可靠性。如果是刀片服务器的话，由于端口密度的问题，一般需要在刀片服务器上配置光纤交换机模块，而这样的话又引入了刀片服务器上的光纤交换机与核心交换机级联问题。而如果采用NFS协议的话，则可以利用服务器上的以太网端口和现有的以太网交换机即可。即使是刀片服务器上的以太网交换模块，和现有的交换机级联也是非常简单的。可以看到，使用NFS协议的话，可以节省ESX服务器上的FC HBA卡和光纤交换机，而且随着ESX服务器的增加，这样的成本节省更
